第四章 綠建築基地保水指標公式探討與適用性分析
第一節 綠建築基地保水指標
一、都市高密度開發導致洪水問題
建築開發對於淹水現象會產生如此大的影響，其主因就是地表不透水面積的 增加，一般較常使用都市「不透水表面率」(percentage of impervious area，簡稱 IMP)來評估都市中不透水面積佔都市全部面積的比例，其數值愈高，也代表開 發的密度愈大。成功大學建築研究所曾針對台北市及台南市的都市透水性進行實 地的調查，根據其土地使用分區，抽樣出台北市335個案例及台南市181個案例，
以田野調查的方式來分析這兩個都市各種土地使用分區的透水性能，結果發現不 透水表面率均比過去預估值偏高，顯見過去文獻之推估過於樂觀。同時，也證明 了隨著時間的增加，都市開發密度也相對提高，故都市的不透水表面率也日趨提 升，而也由於這種都市透水環境的惡化，造成了都市洪水發生的頻率上升(如表 4.1) 。
表 4.1 都市各種土地使用分區不透水表面率比較表
平均不透水表面率(%)(年)台北1 台南1 台南2 土地使用分區
(2001) (2000) (1980)
住宅區 88 88 70
商業區 100 100 100
工業區 85 92 70
公園綠地 25 36 15
學校 60 68 35
政府機關 77 91 35
公共設施 85 81 -
資料來源：林憲德，2005。
二、以基地保水指標改善都市水循環能力
由於都市過度不透水化，使得大地喪失了水之涵養力，使得地表逕流量暴增 而造成水災頻傳。有鑑於此，在內政部建築研究所的推動之下，於綠建築的評估 體系中，以「基地保水指標」來定量化評估基地中雨水涵養的能力，以有效改善 日漸惡化的都市水循環問題。所謂基地的「保水性能」，係為「建築基地內涵養
地保水設計」公式4.1即為基地保水指標計算與評估的依據，若該基地位於地下
式中: λ：基地保水指標
λc：基地保指標標準。(學校0.5、建築基地0.8×最小空地比) Q’：保水量總和(m3)
Q0：原地保水量(m3) Qi：各類保水量(m3) A：透水鋪面面積(m2) k：土壤滲透係數(m/s) t：最大降雨延時(s) r：建蔽率
資料來源：林憲德，2005。
圖4.1 基地保水說明圖
三、透水舖面設計車道、步道、廣場等人類活動的地面構造，通常由地面表層及基層所構成。
所謂「透水鋪面」，就是表層及基層均具有良好透水性能的鋪面。表層通常由連 鎖磚、石塊、水泥塊、磁磚塊、木塊、HDPE 格框(High Density Polyethylene，
高密度聚乙烯)等硬質材料以乾砌方式拼成，其透水性能主要由表面材的乾砌間 隙來達成。表層下的基層則由透水性十分良好的砂石級配構成。依地面的承載力 要求，其表層材料及基層砂石級配的耐壓強度有所不同，但是絕不能以不透水的 混凝土作為基層結構以阻礙雨水之滲透。一般良好透水鋪面的透水性能均如同裸 露土地，因此增加透水鋪面，相當於增加裸露土地一樣，對基地保水有良好的貢 獻。其保水量公式如下：
Q = A×k×t+0.1×h×A (式4.2)
式中
Q：保水量(m3)
A：透水鋪面面積(m2) k：土壤滲透係數(m/s) h：透水鋪面基層厚度(m) t：最大降雨延時(s)
鋪面層
墊砂層 級配層
資料來源：林憲德，2005。
圖4.2 透水鋪面示意圖
四、地面貯留滲透設計所謂雨水的「地面貯留滲透」，就是讓雨水暫時貯存於水池、低地，然後再 慢慢以自然滲透方式滲入大地土壤之內的方法。具體的貯留滲透設計有「景觀貯 留滲透水池」與「貯留滲透空地」兩種作法。「景觀貯留滲透水池」通常將水池 設計成高低水位兩部分，低水位部分底層以不透水層為之，高水位部分四周則以 自然滲透土壤設計做成，下大雨時可暫時貯存高低水位間的雨水，然後讓之慢慢 滲透回土壤，水岸四周通常種滿水生植物作為景觀庭園之一部份。「貯留滲透空 地」通常利用停車場、廣場、草地之空間，將之做成較低窪的高透水性地面，平 時為一般的活動空間，在下大雨時則可暫時貯存雨水，待雨水以自然滲透方式滲 入地下後便恢復原有空間機能，是一種兼具防洪功能的生態透水設計(圖4.3)。此 種貯留滲透設計當然必須做在透水良好的粉土上才有滲透保水的功能，假如做在 不透水的黏土地形上就毫無意義了。其保水量公式如下:
Q = A×k×t+V (式4.3) 式中:
Q：保水量(m3)
A：儲存空地面積(m2) K：土壤滲透係數(m/s)
V：儲存空地之可存體積(m3) t：最大降雨延時(s)
資料來源：林憲德，2005。
圖4.3 儲留滲透空地
五、地下礫石貯留滲透設計「地下礫石貯留滲透」，便是在裸露土地的下方填入礫石材料，讓雨水暫 時貯留於礫石間的孔隙之中，然後再以自然滲透方式入滲至土壤的方法。由於礫 石的孔隙率較一般的砂土、粉土大，因此，下大雨時礫石的間隙便能貯留較大的 水量，然後讓之慢慢滲透回土壤之中，以同時達到貯留及滲透的保水功效。圖4.4 為其斷面示意圖，礫石部分堆砌後需進行夯實以確保路面承載性能，並且需覆蓋 不織布以防止因表層土壤受到沖蝕而於礫石層中淤積。「地下礫石貯留」滲透設 施的使用範圍相當地廣泛，可於廣場、空地、停車場、學校操場等開闊區域設置，
均具有相當良好的保水功效。同時，透過一些手法更可將貯留的雨水做為洗車、
澆花等雜用水的利用。其保水量公式如下:
Q = A×k×t+0.2×V (式4.4) 式中:
Q：保水量(m3)
A：礫石儲存設施面積(m2) k：土壤滲透係數(m/s)
V：礫石儲存設施之可存體積(m3) t：最大降雨延時(s)
面積A5
礫石體積V5
礫石 不織布 表層覆土
資料來源：林憲德，2005。
不織布 透水管
圖4.4 地下礫石儲留滲透
過去的建築環境開發常採用不透水舖面設計，使得大地喪失良好的吸水、
滲透、保水能力，剝奪了土壤內微生物的活動空間，減弱了大地滋養植物的能力。
同時因為土地失去了蒸發水分潛熱的能力，而喪失調節氣候的功能，甚至引發居 住環境日漸高溫化的「都市熱島效應」。根據成功大學建築研究所針對台灣四大 都會區之熱島氣溫分佈之實測解析，發現在台灣大都會區大約每提昇10 ﹪的綠 覆率， 對周圍平均氣溫有降低 0.13~0.28℃的效果，同時每提高 10﹪的建蔽率，
都市氣溫約上昇 0.14~0.46℃。本文前述之基地保水手法，不僅可以有效降低地 表逕流量，對於都市高溫化的緩和具有顯著的影響。政府除應具體實施綠建築方 案中的保水指標，並應訂定公共空間應有之貯留量基準，並於公共空間進行示範 性設計案例，才能有效抑制都市洪水，調節都市溫度，平衡土壤生態。